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2차원 전도

Two –Dimensional conduction2006. 11. 29 Chosun Univ grad.school .Machine design Master-course Kwag jae hoContents2. 예 제1. 음함수법유한차분법유한차분법양함수법음함수법전진 차분 형식 (forward difference form)후진 차분 형식 (backward difference form)시간에 대한 도함수시간간격 전과 후의 절점온도를 표시하는 방법에서 차이를 보임음함수법Node mVolume elementdensityvolumemassSpecific heatTemperature change음함수법시간 간격 동안의 체적요소에 대한 에너지 균형식은 밀도를 , 를 요소의 비열이라 하면 이므로 위의 관계식을 로 나누면 즉, 매질의 임의의 질점 m과 그것의 체적요소에 대하여-----(1)음함수법는 간단히 비정상 문제의 미분 방정식에서 나타나는 편도 함수 의 근사 유한차분값이다. 정상과 비정상 문제의 유한차분식은 등호 표시 오른쪽의 하나의 항만 다르므로, 열전달 현상이 1,2,3차원 중 어떤 것인가에 관계없이 그 항의 형식은 모든 좌표계에 대하여 같게 된다. 비정상 문제에서 절점의 온도는 보통 각 시간 단계마다 변화하므로 (1)의 왼쪽항에 대하여 이전 시간 단계 i에서의 온도를 사용해야 할 지, 새로운 시간단계 i+1에서의 온도를 사용해야 할 지 궁금할 것이며, 첫번째 경우를 양함수법이라 하고, 두번째 경우를 음함수법이라 하며 음함수법의 일반식은음함수법음함수법음함수법은 을 사용하여 새로운 온도 을 구하는 방법을 제시 매우 일반적이고 열전달의 차원에 관계없이 어떤 좌표계에서도 사용이 가능하다. 음함수 법은 각 시간 단계에 대하여 절점의 온도들을 동시에 연립적으로 풀어야 하지만 시간 단계의 크기에 제한이 없다.그림과 같이 방향으로 열전도가 현저한 직사각형 영역2차원 비정상 열전도2차원 열전도(2-D conduct)Z방향의 단위 두께열 발생 항열전도도(일정함)요소의 체적Volume element2차원 열전도(2-D conduct)-------------(2)정사각형 망 을 사용하고 각 항을 k로 나눈 후 간단히 하면재료의 열확산율무차원 mesh fourier number-------------(3)인접한 절점에서의 온도에 대한 항으로 나타내면=tinodeinodeTT-+1nodenodebottomrighttopleftklgTTTTT+-+++24정상 상태에 대한 유한차분식A시간 단계 i+1에대하여 음의 함수형 유한 차분식새로운 온도 에 대하여 매질내의 m=1,2,3….., M-1 그리고 n=1,2,3….., N-1인 모든 내부 절점 (m,n)에서 다음과 같이 음함수형으로 풀 수 있다.2차원 열전도(2-D conduct)-------------(4)-----------(5)여기서 열발생이 없고 인 경우에 임의의 내부 절점에 대한 음함수형 유한차분식로 줄어들게 된다. 이것은 새로운 시간 단계에서의 내부 절점의 온도는 간단히 이전의 시간 단계에서의 온도와 이웃 하는 절점 온도의 평균이라는 결과가 된다. Fig 22차원 열전도(2-D conduct)In the case of heat generation and The temperature of an Interior node at the new time step is the average of the temperatures of its neigboring nodes at the previous time stepNodeTime step INodeNodeTime step i+1Fig 2-----------(6)예 제예제 1 넓은 우라늄 금속판의 비정상 열전도 두께 L=4cm 열전도도 k=28W/m·℃ 열 확산율 a=12.5ⅹ m²/s 초기온도 200℃의 상태 열 q=5ⅹ W/m³의 일정한 율로 균일하게 발생한다 그림 5-44와 같이 시간 t=0에서 금속 판의 한 쪽 면은 얼음물에 접촉하고 있어 계속 0℃로 유지되고, 반면에 다른 면은 =30℃ 인 주위로 열전달계수 h=45W/m²·℃ 로 대류가 일어난다. 매질 내에서 총 3개의 같은 간격 의 절점이, 두 개는 경계에 있고 한 개는 중앙에 있다고 생각하여 냉각을 시작한지 2.5분 후 의 금속판의 표면온도를 음 함수법을 이용하여 예측하라. 풀이 다시 직교 좌표계에서 열전달이 1차원이고 열전도도가 일정하다고 가정한다. 질점의 개수는 M=3으로 주어져 있고, 그림에서 보여진 바와 같이 절점들은 금속판의 양쪽 면과 중앙에서 선정되었다. 그러면 질점의 간격 Δx는(1)예 제절점에 0,1,2의 번호를 붙인다. 절점 0에서의 온도는 항상 T0 =0℃로 유지되고 절점 1과2의 온도를 구해야 한다. 이 문제는 단지 두 개의 미지의 절점온도를 포함하고 있으므로 유한차 분식을 적용하여 2개의 방정식을 얻는다.예 제** 절점 1은 내부 절점이고, 그 절점에서의 음함수형 유한차분식은 밑의 식에서 m=1로 놓으면(2)절점 2는 대류가 일어나는 경계 절점이고 그 절점에서의 음함수형 유한 차분식은 양함수형 과 달리 시간 단계 i대신 i+1를 사용하면(3)음함수법은 시간 단계에 대한 제한이 없으므로, 우리가 원하는 어떤 값도 사용할 수 있다. 그러나 가능하면 양함수법과 비교하기 위하여 를 선정하면 이다. 의 값과 다른 주어진 값을 대입하면,초기조건예 제i=1에 대하여 위의 방정식은 다음과 같이 된다.같은 방법으로 계속하면 절점 1과2에서의 온도는 i=1,2,3,4,....40에 대하여 구해지고 그것이 표에 제시되어 있다. 냉각을 시작한지 2.5분 후의 노출된 경계표면(절점 2) 에서의 온도는 * 음함수법은 큰 시간 단계를 사용하는 것이 바람직한 경우에 좋다.예 제{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2007.04.12| 17페이지| 2,000원| 조회(445)

열전달, 전도, 프리젠테이션, 2차원전도, 음합수법

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레이저의 원리 및 이용분야

2007레이저의 원리 및 이용 분야목 차레이저란? 레이저의 원리 레이저의 특성 레이저의 종류 레이저의 이용 분야1916년 아인쉬타인에 의해 이론적 가능성 제시 1953~55년 미국과 소련에서 Microwave를 증폭시키는 MASER 개발 1960년 Hughes 항공사의 마이만에 의하여 최초로 루비레이저 발진에 성공 1961년 Bell Lab에서 He-Ne 레이저 개발 1963~67년 다양한 종류의 레이저 개발 - Ar Ion Laser - Semiconductor Laser - Dye Laser - CO2 Laser - Solid State Laser 1970년대 이후 - Copper Vapor Laser - Chemical Laser - Excimer Laser 신 레이저 - FEL (Free Electron Laser) - X-ray Laser, Femto-second Laser레이저란 “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” 의 첫글자를 따서 만든 학술용어로 “유도방출에 의한 빛의 증폭” 의 약자레이저의 원리레이저의 발진원리레이저의 발진과정흡수유도 방출3 준위계 (Ruby, Cu 등)유도 방출4 준위계 (Nd:YAG)흡수전반사부분반사전반사부분반사전반사부분반사단색성 (Monochromatism) - 파장 분포가 거의 없는 단색광 - 원자나 분자의 특정준위만을 여기 시키는 것이 가능 - 동위원소 분리/원격미량원소측정에 적합 직진성 (Directionality) - 1 km 증가시마다 레이저 직경은 10cm 정도 커짐 - 레이저 거리측정, LIDAR, 원격계측 등에 적합 고휘도성 (High Intensity) - 고밀도의 에너지를 한 곳에 집속 - 절단, 천공, 용접, 표면처리, 레이저 빔 병기, 핵융합 등에 적합 가간섭성 (Coherency) - 레이저는 파장, 위상, 편광 등이 균일하게 정돈된 전자파임 - 미소변위 및 진동해석, 홀로그래피, 비파괴 검사 등에 적합레이저의 특성레이저 매질에 따른 분류 - 고체레이저 : Nd-YAG, Nd Glass, Ruby, Ti-Sapphire 등 - 액체레이저 : 색소 - 기체레이저 : He-Ne, Ar+, 탄산가스, 질소 등 - 반도체레이저 : GaAs, Inp - 금속증기레이저 : 구리, 금, 은, 납, He-Cd 등 발진형태에 따른 분류 - 연속형 (CW; Continuous Wave) 레이저 : He-Ne, Ar+, CO2 등 - 펄스형 (pulsed) 레이저 : Nd-YAG, Nd-Glass, 루비, 구리증기 레이저 등 발진파장에 따른 분류 - X-선 레이저 (단파장 레이저) - 자외선 레이저 : 질소, Excimer 등 - 가시선 레이저 : Ar+, Ne-Ne, 루비 등 - 적외선 레이저 : 반도체, Nd-YAG, 탄산가스 등레이저의 종류- 고출력 레이저 광원 : 탄산가스, 광분해 옥소, Nd-Glass 레이저 - 표적 : C, Al, Ti, Cu, Mo, Ni 등응용분야 - Lithography, X-선 Spectroscopy, 레이저 핵융합, 레이저의 병기 등XUV Spherical MirrorShutterC-BlodesBPlasmaC-Disk with SlotXUV TransverseCu Flat MirrorsLaser BeamGrazing-Incidence MirrorXUV Axial레이저 로드추적조준장치원자로- 소형 핵폭발로 여기시켜 X-선 발생원리 - 고출력 레이저 광을 표적에 조사시킴으로써 X-선 발생X-ray 광원원리 및 특성 - 가속된 전자빔을 Undulator를 통과시켜 광을 발생 - 전자의 에너지, Wiggler 주기를 변화시킴으로써 발진파장을 가변시킬 수 있음 - FEL 은 XUV 에서 micro-wave 까지 발진이 가능응용분야 - 재료 및 고체분야 : 반도체 연구, micro-lithography - 분광학 및 동위원소 분리 - 플라즈마 가열 및 핵융합 - 생의학 분야 - 군사 분야NNNNNNSSSSSSrf ELECTRON ACCELERATORTOTAL REFLECTORWIGGLER MAGNET ARRAYOUTPUT MIRROR자유전자 레이저 (FEL)응용 분야 레이저 사용전 레이저 사용시 특성절단 가공용 Press, saw 방식 비접촉, 초고속, 초정밀 Drilling Bite drilling 초미세 hole 가공 기능 용접 가공 이중금속간 용접 이종금속간 용접 가능 불가능 표면처리 조사, 처리별도 표면 조사와 동시에 열처리 Marking punching에 의한 비접촉, 무변형 원형변질 레이저 CVD 저 정밀도 고 정밀도, 임의로 두께조절 Laser Etching 저 정밀도 고 정밀도 반도체 가공 고집적화 불가능 Trimming, Scribing, Annealing, Lithography재료가공 분야극미량 원소분석 반도체 불순물 농도 측정 환경 오염 분석 중금속 (Mn, Hg, Cd, Pb 등) 오염도 레이저 라이다 (Lidar) 비파괴 검사 반도체 및 결정의 결함이나 균열 검사, Diameter gauge 물량 계측 거리, 입자의 크기, LDV, 온도, 시간, 중력가속도 측정 물성 계측 LMR 변형 계측 속도, 변위, 간섭계, 3차원 형상측정기, Auto-collimator 광섬유 센싱 온도, 압력, 진도, 변위, 자장, 전류, 전압, 음향, 광섬유 자이로스코프 초고속 촬영 초고속 현상 규명정밀계측 분석 분야응용 분야 용 도기타 분야분 야 용 도생명 공학 유전자 변형 holography 비파괴 검사, 패턴 인식, 전시용 컴퓨터 광컴퓨터 핵융합 핵융합 원자로 군사용 SDI, 미사일 센서, 야시경, 정밀 레이저 유도 무기 우주 우주 쓰레기 청소현재 레이저 기술은 전분야에 걸쳐 미국과 구소련이 주도 국내에서는 1970년대 초부터 일부 대학 및 연구소에서 초보적 연구수행 현재 일부 국내기업에서 레이저 개발 및 상품화를 추진하고 있으나 아직까지 중요성 인식 및 투자가 부족한 실정임 현재 대학 및 연구소에서는 상당수의 연구인력이 확보되어 있는 상태이나, 연구투자가 부족하여 전반적 수준이 기초 연구단계에 머물러 있음 Nd:YAG레이저, 탄산가스 레이저, 구리증기 레이저, 색소 레이저 등 일부의 레이저는 선진국과의 기술격차가 그리 크지 않아 국가에서 지원 시 단 시간내에 선진국 수준에 도달할 전망임 21세기를 주도할 레이저 산업의 발전을 위하여 국가 및 대기업의 획기적 연구투자가 요망됨국내 레이저기술 현황레이저 종류별 기술수준(1) 고체 레이저종 류 국 내 선 진 국 주 용 도Nd:YAG 시제품개발(150W) 상품화(1kW) 레이저 가공 O-Nd:YAG 40 MW Peak 500 MW Peak 색소레이저 여기 계측, 비선형광학 연구 Nd:Glass 개발중 (1TW) 500 TW 핵융합, 플라즈마 연구 Soft X-ray Ruby 기초연구 상품화 홀로그래피, 비선형광학 Ti-Sappire 기초연구 상품화 분광학 연구, Lidar(2) 액체 레이저종 류 국 내 선 진 국 주 용 도각종 색소 상품화 시도단계 상품화 분광학 연구, 의료 Lidar, 광화학연구(3) 기체 레이저He-Ne 기초연구, 부분 상품화 (100mW) 계측, Display 상품화 (5mW) Ar Ion 기초연구 상품화 (200mW) 색소레이저 여기, 의료 홀로그래피, Display Excimer (XeCL) 기초연구단계 상품화 (100W) 가공, 핵융합, 의료 (XrF) 기초연구단계 상품화 (100W) 상동 CO2 Axial (500W) 상품화 (1kW) 가공, 의료 TEA (기초연구) 상품화 (20kW) 가공 Iodine 1GW 개발 2TW 개발 핵융합, 플라즈마, Soft X-ray Nitrogen 기초연구 상품화 광화학 연구 HF, DF 기초연구 상품화 병기종 류 국 내 선 진 국 주 용 도(4) 금속증기 레이저(5) 반도체 레이저종 류 국 내 선 진 국 주 용 도GaAs 개발중 상품화 광통신 InP “ “ “종 류 국 내 선 진 국 주 용 도구리 20W 개발완료 상품화 (200W) 색소레이저 여기, 의료 반도체 제조, Display 금 5 W 개발완료 상품화 (20 W) 의료, 고솟촬영 He-Cd 기초연구 상품화 반도체 가공 은 “ 기초연구 분광학 연구 셀레늄 “ “ 분광학 연구, Display 망간 “ “ 분광학 연구{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2007.04.12| 15페이지| 2,000원| 조회(1,432)

레이저, 레이저원리, 레이저특성, 레이저이용분야

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레이저를 이용한 계측법의 종류

레이저를 이용한 계측법의 종류2007.Contents레이저를 이용한 계측 방법의 특징(장단점) / 진행사항 - laser - Moire 간섭계 - 저 코히어런스 간섭법 - White-light scanning interferometry - Fizeau interferometry - 광탄성법과 특징laser레이저 자이로(laser gyro) 므와레(moiré) 무늬방법 광탄성(photoelasticity)방법 타원분석법(ellipsometry) 레이저를 이용한 표면의 형태와 변위측정 및 표면상태측정법 광섬유센서와 집적광학센서를 이용한 다양한 측정방법레이저 계측Moire 간섭계공간적인 주기를 가진 두 개 이상의 무늬가 겹쳐질 때 더 낮은 공간 주파수의 새로운 무늬가 생겨나는 데 이 것을 모아레 무늬라 하며 이를 이용한 모아레 간섭계는 비파괴 비접촉식 형상측정 분야에서 중요한 부분을 차지하고 있다. 모아레 간섭계는 다른 3차원측정법에 비해 측정 시간이 짧으면서 마이크로 미터의 분해능을 가지고 있으므로 고해상도의 3차원정보를 얻을 수 있다.이런 모아레 간섭계에는 그 장치구성에 따라 크게 그림자식(Shadow type) 모아레 간섭계와 투영식(projection type) 모아레 간섭계로 나누어지며, 이 두 방법은 서로 장단점을 가지고 있기 때문에 측정 물체나 측정 환경에 따라 적합한 장치가 적용되어진다.Moire 간섭계Projection type moire interferometry 1) LCD projector를 사용하여 격자 투영에 이용 2) CCD camera 앞에 있는 격자 패턴대신 computer에서 만든 격자 패턴을 사용 3) Moire fringe 발생에 software 적인 moving grating 방법을 이용 4) 비교적 큰 물체의 측정시 유용 Shadow type moire interferometry 1) 측정물체가 작거나 높은 정밀도를 요구하는 경우에 적용 2) 격자의 그림자에 의해 모아레 무늬 생성 3) moving grating 방법을 통해 격자패턴의 효과를 줄임 Merit and demerit 모아레 법에 의한 측정은 하나의 화상을 측정함으로써 모든 정보를 얻을 수 있기 때문에 시시각각 변화하는 물체의 어느 순간 형상을 포착하는 것이 가능하고 진동 해석에서 그 위력을 발휘한다. 격자(Grating)간 간섭 이용한 측정 넓은 측정 영역으로, 카메라 광학계를 사용하므로 수십 mm영역의 3차원 측정 가능 사용하는 격자의 간격과 각도에 따라 측정 높이에 제한이 있음저(低)코히어런스 간섭법간섭계의 광원을 스펙트럼 폭이 넓은 빛으로 하면 광로차가 0일때 모든 파장이 서로 강하게 작용하기 때문에 밝아지나 광로차가 있으면 광원의 스펙트럼 중에서 일부의 성분만 강하게 작용한다. 때문에 광로차 0인 개소만 밝은 선이 되어 관측되고 이 등고선의 높이는 한가지로 정해진다. 참조면을 정밀하게 이동시켜 순차적으로 달라지는 높이의 등고선을 관측함으로써 표면 형상이 구해진다. 참조면을 기계적으로 움직이기 때문에 어느 정도의 측정시간이 필요하나. 최근의 정밀 구동 기술이 진보함에 따라 고속화와 고정밀도가 양립되기에 이르렀다. 임의의 형상을 구할수 있는 사용하기 쉬운 방법으로 주목 받고 있다.White-light scanning interferometry백색광 주사 간섭법은 광 위상 간섭법의 단점을 극복하고 nm오더의 높은 분해능을 가지는 새로운 측정법 1990년대 이후부터 상용화되기 시작 그림은 백색광 주사 간섭법의 원리 이 방법은 다중 파장의 광이 가지는 짧은 결맞춤(coherence) 길이를 이용한 방법 결맞춤 길이란 사용하는 광원의 특성으로 간섭 신호가 발생하는 광경로(optical path) 길이를 의미하며 기준광과 측정광이 지나는 물리적인 거리차로 표현된다 레이저와 같은 광원은 이 결맞춤 길이가 수 km에 해당하여 어떠한 상황 하에서도 간섭 신호를 쉽게 얻을 수 있지만, 텅스텐 할로겐 램프와 같이 다중 파장(이하 백색광)의 빛은 여러 빛에 의한 간섭 신호들이 서로 상호 작용을 하기 때문에 대략 3~4um이내의 거리차에서만 간섭 신호가 발생하는 특징을 가진다.백색광 주사 간섭법White-light scanning interferometry백색광 주사 간섭계는 백색광의 이러한 짧은 결맞춤 길이를 이용한 것으로, 쉽게 생각하면 카메라의 자동 초점 기능과 유사 카메라에서는 자동 초점을 카메라 영상의 선명도(contrast)를 이용하며, 백색광 주사 간섭계에서는 각 화소에서 발생하는 간섭 신호를 이용 그림에서 보듯이 프로브 시스템이 광축 방향으로 수십 nm의 미소 간격으로 이동하면서 영상내의 모든 화소에서의 간섭 신호 발생 여부를 점검한다. 임의 화소점에서의 높이는 간섭 신호가 최대로 커지는 위치로 설정되며, 이를 전체 영상내의 화소에 대하여 수행함으로써 삼차원 형상을 산출하는 방법이다.다중 파장광의 간섭을 이용한 측정법 높이 측정의 제약 없음 높이 측정 분해능이 대물 렌즈의 배율에 영향을 받지 않음특징Fizeau interferometry피죠 간섭계단색 파장 광간섭 이용한 측정 넓은 측정 영역 사용하는 광의 파장에 따라 측정 높이가 제한됨특징광탄성법과 특징광탄성법이란? 광탄성은 빛을 투과시키는 어떤 재료가 변형될 때 광학적으로 이중굴절(편광)하는 사실에 근거를 둔 실험상의 기술이다. - 주어진 점에서의 두 직각의 편광면은 주응력면과 일치한다. 두 평면과 대응하는 편광된 두 광선은 그 점에서 최대 전단 응력에 비례하여 재료의 면 밖으로 나온다. 그러므로 2차원 응력의 경우에 있어서 최대 전단 응력은 주응력에서의 차이와 같다. 특징 - 광탄성법에서는 복잡한 모양의 제품에 대해 표면뿐만 아니라 내부의 응력정보가 한 번에 얻어져 응력집중 부위의 위치와 그 응력치를 정도 있게 검출할 수 있는 것이 특징이다. 편광기(그림 3.1)를 사용함으로써 나오는 두 개의 광선이 합쳐져 간섭무늬(interference fringes)의 두조가 된다 : 하나를 등색선(isochromatics)이라 하고 다른 것을 등경사선이라 한다. 그림 3.2는 색선의 대표적인 형을 설명한다.광탄성법응력의 크기를 결정하기 위하여 모형으로 사용되는 재료의 응력감도를 교정하여야 한다. 이것은 원형편광기를 사용하고 간단한 인장모형과 같은 표본에 대한 절차를 적용함으로써 이루어진다. 즉 이는 작용한 응력이 용이하고 확실하게 계산되어지는 표본을 말한다. 무늬 #0부터 시작하여 대응하는 무늬차수는 하중이 천천히 작용됨에 따라 그때 계산된 응력과 비교된다. 사실상 주응력의 차가 기준이 된다. 그러나 단순한 인장부재에서는 모축응력은 영이다.원형의 2차원모형이 보통 에폭시인 적당한 재료로부터 준비되며, 원형의 부하와 같은 방법으로 하중이 작용한다. 하중이 작용한 모형은 그림 3.1의 편광필터 A와 B 사이에 놓는다. 단색에 가까운 광선(보통 녹색을 띤 색)은 모형을 통과하며 결과로서 나타나는 무늬(fringes)는 사진으로 찍힌다. 등경사선은 주응력방향이 광학의 편광축과 평행한 점들의 궤적이다. 필터 A와 B를 단순하게 회전시킴으로서 여러방향에 대한 등경사선을 얻게된다.광탄성법모형에 하중을 가하면 천연색 무늬빛이 최고 응력을 받는 점에서부터 발생되어, 하중을 더 가하게 되면 상의 가장자리에서 중심으로 확대되어 그림 3.3 및 그림 3.4와 같이 된다. 응력은 Table 3.1에 나타낸 것과 같이 이런 무늬와 관계가 있으므로, 중심점에서부터의 무늬수를 헤아려 응력을 계산할 수 있다. 형상이 다른 모형에 하중을 가하면 천연색 무늬빛이 각기 다른 형태로 나타나는 것을 그림 3.5에 나타내었다.Fig. 3.1 Photoelastic polariscope.Fig. 3.4 Isochromatic Fringe Color Sequence.광탄성법Fig.3.5 Sharp change of stress concentrations in the geometry of parts or structure.광탄성법Table 3.1 Isochromatic Fringe Characteristics.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2007.04.12| 14페이지| 2,000원| 조회(1,207)

레이저, 간섭계, 계측법, 계측법특징

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1차원 전도 프리젠테이션

The First Law of Thermodynamics2007.Contents2. Conduct of one dimension1. Conduction4. Steady or unsteady heat conduction3. Condact resistance5. steady heat conduction in plane walls6. Heat conduction in cylinders and spheresRelated Documents1차원 열전달의 예 1. 무한히 큰 평판의 두께 방향으로만 온도 변화가 있는 경우 두께방향으로만 열전달 2. 온도 변화가 r 방향으로만 있는 무한히 긴 원통의 r 방향 으로의 열전달 3. 온도 변화가 r 방향으로만 있는 구의 r 방향으로의 열전달전 도 (Conduction)Fourier 전도법칙 ● k : thermal conductivity = 물질의 상태량(property), 온도의 함수 (예) @ 300K 구리 401 스테인레스강 14 유리 1 물(액체) 0.61 공기 0.026Conduct of one dimension-=+heat conduction in plane wallsVariableness thermal conductivitySteady thermal conductivityConduct of one dimensionThermal diffusivity(1) Steady-state :(2) Transient, no heat generation :(3) Steady-state, no heat generation :Conduct of one dimension-=+heat conduction through a volume in a long cylinder.Variableness thermal conductivitySteady thermal conductivityConduct of one dimensionThermal diffusivity(1) Steady-state :(2) Transient, no heat generation :(3) Steady-state, no heat generation :Conduct of one dimensionVolume elementheat conduction equation in sphereVariableness thermal conductivitySteady thermal conductivityConduct of one dimensionThermal diffusivity(1) Steady-state :(2) Transient, no heat generation :(3) Steady-state, no heat generation :Conduct of one dimensionheat conduction equation in complex 1 dimensionplane walln=0Cylindern=1Spheren=2평면벽인 경우 변수를 r대신 x로 대치한다.ConductionConductionK=Thermal conductivity of the materialIn the limiting case of , the equation above reduces to the differential formFourier's law of heat conduction= temperature gradientSteady or unsteady heat conductionIn plane wallsTime=2PM(a) unsteady15°c7°cTime=2PM15°c5°cTime=2PM(a) steady15°c7°cTime=2PM15°c7°ccontact resistanceABusTuTsxABusTuTsxab(A)(B)Interfacial conductanceSteady heat conduction in plane walls-=Conduction resistanceConduction Example-1전기난방을 하는 집의 천정의 길이 6m, 폭 8m, 두께 0.25m이며 열전도도 K=0.8 W/m·°c 인 평평한 콘크리트로 되어 있다. 어느 겨울밤, 10시간 동안 천정의 내부와 외부온도는 15°c 와 4°c 일때 밤새 천정으로부터의 열손실률(steady rate of heat loss)을 구하라. Solution K = 0.8 W/m·°c A = 6m × 8m = 48m²= 1690 W = 1.690 kWConduction Example-2두께 L=0.2m인 대형 평면벽을 생각하자. 열전도도 K=1.2 W/m·°c 이고 면적은 A=15m² 이다. 벽의 양쪽면은 각각 와 로 일정하게 유지된다. (a) x=0.1m에서의 온도와 벽 내의 온도변화를 구하고, (b) 정상상태 하에서 벽을 통한 열전도율을 구하라. Solution K = 1.2 W/m·°c(a) 벽면에 수직인 방향을 x방향으로 잡으면Plane wallConduction Example-2(b) 벽의 어떤 위치에서의 열전도율은 Fourier의 법칙으로부터 구한다.= 6300 WConduction Example-3Consider a 3-m-wide, and 5-m-wide, and 0.3-m-thick wall whose thermal conductivity is k= 0.9 W/m·°c. On a certain day, the temperatures of the inner and the outer surfaces of the wall are measured to be 16°c and 2°c, respectively. Determine the rate of heat loss through the wall on that day. Solution K = 0.9 W/m·°c , A = 3m × 5m = 15m²3m5mAwall16 °c2 °cL=0.3m= 630 WConduction Example-3We could also determine the steady rate of heat transfer through the wall by making use of the thermal resistance concept fromSubstituting, we getHeat conduction in cylinders and spheresThen Fourier's law of heat conduction for heat transfer through the cylindrical layer can be expressed asSince . This equation can be rearranged as(outer radius / inner radius)(length)(thermal conductivity)The thermal resistance of the cylindrical layer against heat conduction or simply the conduction resistance of the cylinder layerHeat conduction in cylinders and spheresSpherical layerouter radius – inner radius(outer radius)(inner radius)The thermal resistance of the spherical layer against heat conduction or simply the conduction resistance of the spherical layer.(thermal conductivity)Conduction Example - 4그림과 같이 길이 L=20m, 안 반지름 r1 = 6cm, 바깥 반지름 r2 = 8cm, 열전도도 K=20 W/m·°c 인 증기관에 대해 생각하자. 관의 내외 면의 평균온도는 각각 이다. 정상상태에서 관 내부의 온도분포에 대한 일반 관계식을 구하고 증기로부터 관 을 통한 열손실률을 구하라.Solution K = 20 W/m·°cLConduction Example - 5그림과 같이 안 반지름 r1 = 8cm, 바깥반지름 r2 = 10cm, 열전도도 K= 45W/m·°c 인 구형탱크 에 대해 생각해보자. 탱크 내에서 발생하는 어떤 화학작용에 의해 내외 면의 온도는 각각 로 일정하게 유지된다. 이 경우 정상 상태하에서 탱크로부터의 열손실률을 구하라.Solution K = 45 W/m·°c{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2007.04.12| 25페이지| 2,500원| 조회(270)

열전달, 전도, 프리젠테이션, 1차원전도

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[교통사고 대책] 교통사고와 대책 평가A+최고예요

목 차{Ⅰ서 론▲교 통 문 화 와 교 통 안 전Ⅱ본 론▲교 통 사 고 의 사 전 적 의 미▲교 통 사 고 의 여 러 가 지 원 인▲한 국 의 교 통 문 화 의 현 실Ⅲ결 론▲교 통 사 고 의 대 책I. 서 론▲ 교통문화와 교통안전이제 자동차는 일상생활에서 필수불가결의 요소가 될 정도로 자동차 보급률이 이미 선진국 대열에 들어섰지만, 자동차문화 만큼은 선진국 수준에 미치지 못하고 있다. 우리 나라에서는 교통사고가 다반사로 발생되고 교통사고로 인한 사망자수 또한 항상 우위를 차지하는 것을 볼 때 교통후진국을 벗어나지 못하고 있다는 것을 실감할 수 있다.우리 나라 사람들의 운전 습성을 보고 외국 사람은 물론 우리끼리도 질서 의식이 부족하다고 개탄을 한다.앞에 공간적 여유가 조금만 보이면 액셀러레이터를 냅다 밟아 과속을 하며, 옆 차선에 코를 디밀 만한 공간만 보여도 끼어들기가 예사이다. 새벽녘 차가 없이 한적한 거리이거나, 복잡한 거리라도 교통경찰이 눈에 안 띄면 신호위반을 서슴지 않는다. 길 한가운데에 차를 세워놓고 운전자끼리 서로 멱살을 잡고 욕설을 퍼부으며 싸우고 있거나, 뒤에서 불을 번쩍거리더니 앞지르기가 여의치 않자 갓길로 앞질러 달리는 차량, 주위 환경과 남의 시선에는 상관없이 경적을 울려 대는 운전자 등 정말 우리네의 교통질서는 부끄러울 정도로 엉망이다.교통사고를 고의로 발생시키고자 할 사람은 없을 것이다. 그러나 법규위반인 줄 알면서도 위반하는 경우가 많고 대부분의 교통사고가 법규를 안 지킴으로써 발생한다. 우리 나라 사람들은 뭐가 그리 급한지 항상 「빨리빨리」라는 생각을 가지고 생활한다. 그래서 인지 얼마 전까지만 해도 TV에서 교통법규를 잘 지키는 사람에게 냉장고를 주는 프로가 있었고 나 역시 앞으로 교통직종에 종사를 희망하는 한 사람으로써 그 프로를 보며 느낀 바가 적지 않았다. 제작진은 사람과 차량의 통행이 적은 새벽에 신호등을 제대로 지키는 운전자를 찾으려 했지만 TV화면에는 신호를 무시한 채 달리는 차량만 계속 보였다. 나와 마찬가지로 시청자들 역시 상식을 상식 그대로, 법규를 법규 그대로 지키지 않는 운전자들에게 적지 않게 실망했을 것이다. 카메라가 비추는 무질서와 몰상식이 바로 자신이나 주변 사람들에게서 흔히 볼 수 있는 현상이기 때문이다.근본적으로 교통사고는 바로 부족한 질서의식에서 찾을 수 있을 것이다. 그러나 우리 나라 사람이라고 다른 나라 사람에 비해 근본적으로 질서를 존중하는 마음이 부족하다고는 생각되지 않는다. 다만 질서를 지키기보다는 어기는 것이 더 유리하도록 여건이 조성되어 있어서 점차 여건에 맞추다 보니 질서가 무너져 버린 것이지 국민성이 좋지 못해서 그런 것은 아니라고 본다. 우리 나라는 올바른 교통 질서를 가르칠 수 있는 기회가 제도적으로 막혀 있기 때문이고 또한 바늘도둑을 소도둑이 되도록 국가가 방치하는 가운데 모든 국민이 교통질서 위반을 바늘도둑 정도로 가볍게 생각하기 때문이 아닌가 한다.나는 우리 나라 사람들이 안전운전에 있어서 무엇보다도 여유 있는 마음으로 남을 먼저 생각하는 운전습관을 가질 것을 강조하고 싶다. 운전을 하다보면, 신나게 달리고 싶고, 남보다 먼저 가고 싶고, 정지신호도 무시한 채 마냥 달리고 싶은 유혹을 받을 것이다. 그러나 인생에서 쉴 때와 멈출 때를 무시하면 결국은 혹사되어 자신의 파멸을 초래하듯 운전도 마찬가지다. 나는 가까운 주위에서 수시로 무절제한 운전으로 인해 아무 죄도 없는 가정이 비극에 빠지는 것을 여러 번 접할 수 있었다. 설마 내가 비극의 주인공이 되겠는가 반문하지만 교통사고는 현실적으로 우리에게 아주 가까이 있음을 모두가 깨달았으면 한다.여유 있는 운전을 하다 보면 다른 사람이 사고를 안 당하도록 배려해 줄 수 있는 경우도 가끔 생긴다. 후미등이나 브레이크 불이 들어오지 않는 차, 바퀴에 바람이 빠져 있거나 문이 제대로 닫히지 않은 차를 보았을 때, 그 사실을 알려 준다면 간단한 친절로 다른 사람을 위기에서 구할 수 있는 은인이 될 수도 있다.교통사고 사망자의 절반 이상이 보행자이며, 그것의 절반 이상이 도로 횡단시 일어난다. 교차로에 들어설 때면 여유 있는 마음으로 속도를 늦춤으로써 큰 사고를 막을 수 있고 신호에 걸려 기다릴 때도 평상시 놓쳐왔던 해결해야 할 문제에 대해 재고해보면 잃었던 시간을 찾는 기쁨도 누릴 수 있다.내가 먼저 양보하는 따뜻한 마음, 지켜보는 사람 없는 밤길에서도 철저하게 신호를 지키는 정직한 마음, 교차로에 차가 밀렸을 때는 정지선에서 대기하는 인내하는 마음, 중앙선을 생명선으로 지키는 마음을 가질 때 교통사고를 줄일 수 있고, 밝은 웃음이 넘치는 즐거운 거리로 변모해 나갈 것이다.2002년에 개최한 한일 월드컵 기간동안에도 많은 아쉬움이 남는다. 선진국들이 많이 방문하는 기간에도 교통법규를 어기는 차량 혹은 교통사고가 전혀줄어들지 않았을뿐더러 외국인의 모습에 좋지 않은 모습들이었다.교통선진국이 되려면 우리의 교통문화를 지금부터라도 하나하나 뜯어 고쳐야 한다. 큰 일을 치루기에 앞서 교통법규를 지키는 작은 일을 먼저 실천한다면 우리 나라는 교통선진국으로 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것이다.Ⅱ. 본 론▲ 교통사고의 사전적 의미교통사고란? (交通事故) 육상의 교통 기관이 충돌하거나 사람을 치거나 하는 사고로서 교통 즉 자동차, 배, 비행기 따위의 탈것을 이용하여 사람이나 짐이 한곳에서 다른 곳으로 오가는 것으로 차량 증가로 교통이 매우 혼잡하여 뜻밖에 일어난 사건이나 일련의 행위를 말한다.▲ 교통사고의 여러 가지 원인일반적으로, 교통사고 원인분석을 통해 교통사고의 주원인을 찾는다는 것은 쉬운 일이 아니다. 왜냐하면, 교통사고는 너무 다양하고 복잡한 형태로 나타나기 때문에, 때로는 신의행동이라고 불러질 만큼 추측이 어렵다.교통안전관련 전문가들은 교통사고는 도로운전환경을 구성하는 운전자, 도로, 차량, 즉 도로교통 시스템의 일시적인 파열이라고 정의한다. 그러므로 도로 시스템을 파열시킨 원인을 도출하기 위해서는 위 세 가지 즉, 운전자, 도로, 차량들을 면밀히 분석하여야 한다.그러나 교통사고의 원인에는 여러 가지 원인이 있다.첫째, 차량적 원인으로 제동장치, 조향장치, 타이어결함, 엔진결함, 차량화재 등이 있다.둘째, 인적 원인으로 무면허, 음주, 졸음, 약물, 과로, 운전미숙, 기기조작시 등이 있으며, 셋째, 운전 행동적 원인으로 사고재현을 통해 인적에서 포함하는 사고원인을 제외한 교통법규 위반사항등이 있다.넷째, 도로환경 및 시설적 원인으로써 같은 지점에서 그와 유사한 사고가 발생한 경우를 들수 있다.다섯째, 물리적 요인으로 좁은 갓길, 갓길단차, 노면파손, 노상장애물, 노면마찰, 선형불량, 시거부족, 편구배부적합, 배수불량, 공사구간, 가감속차선불량, 곡선부 확폭불량, 사고차량, 불법주차 차량으로 인한 사고가 있다.여섯째, 환경적 요인으로 기후, 일광, 안전시설 표시불량, 대향차량 시야장애, 노면 결빙, 교통정체 등으로 인한 사고를 들수 있다. 일곱째, 종합적 원인 : 위 사항에 포함하지 않고 복합적인 요소에 의해 사고가 일어나 사고원인을 도출하기 어려운 사고를 말한다.▲ 한국의 교통문화의 현실우리나라는 자동차 생산 세계 5위지만 교통사고는 쉴새없이 발생하는 후진국이다. 교통부문에서 한국의 위상은 이렇게 엇갈린다. 교통안전 후진국이 된 지 오래지만 정부와 국민의 개선노력도 거의 없고 교통문화도 선진화되지 못한 탓이다. 한국은 2002년 월드컵축구대회를 성공적으로 개최하면서 공동 개최했던 일본과어깨를 나란히 한 것처럼 우쭐댔다. 하지만 외국인의 눈에 비친 한국은 달랐다. 교통사고 사망률이 일본에 비해 자그마치 5.7배나 높게 나오는 등 교통안전도가 형편없었기 때문이다.빈발하는 교통사고로 입는 사회적 손실은 연간 14조원을 웃돈다. 나라 이미지는 물론 국가경쟁력이 교통사고로 인해 크게 훼손되고 있는 셈이다. 더욱 큰문제는 엄청난 손실에 대한 정부의 안이한 원인분석과 대책이다.교통사고 책임을 운전자 탓으로만 돌린다.교통손실이 연간 14조원 이상이며 90년 25만5303건이던 국내 도로교통 사고는연평균 1.3%씩 증가해 2000년 30만건 문턱까지 도달했다. 그후 점차 감소해 현재 23만~24만건 수준이다. 자동차 1만대당 사망자수도 90년 36명에서 해마다줄어 2000년 7.4명, 지난해 2003년에는 4.4명으로 감소했다.하지만 수치가 좋아졌음에도 불구하고 국내 교통사고ㆍ사망자 발생률은 선진국에 비해 크게 높다.한국의 자동차 1만대당 사망자수는 미국(2001년)의 1.9명과 일본(2001년)의 1.3명에 비해 2~3배 이상 높고 OECD 국가 평균(2.2명)보다도 2배 이상 높다. 자동차 1대당 연간 교통사고 건수는 1.15회로 일본의 0.12회에 비해 9.6배 수준이다.2003년 한 해 동안 23만여 건의 교통사고로 인한 피해자는 34만8000여 명. 이로 인해 14조5000억원의 사회적 손실을 당한 것으로 추정된다. 이는 국내총생산(GDP)의 2.65% 수준에 이른다.

생활/환경| 2004.05.16| 5페이지| 2,000원| 조회(1,230)

대책, 교통사고, 교통문화, 교통사고의대책

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